JP3244374B2

JP3244374B2 - ボールスプライン

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Publication number: JP3244374B2
Application number: JP01984594A
Authority: JP
Inventors: 豊久石原
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 2002-01-07
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JPH07208469A; US5441346A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長手方向に軌道溝を
有するボールスプライン軸を多数のボールを介在させて
摺動可能に構成したボールスプラインに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数のボールを有する外筒部材を
ボールスプライン軸に沿って直線運動させるボールスプ
ラインは、産業用ロボットやトランスファマシン等に適
用されてきた。該ボールスプラインには、外筒部材に多
数のボールを保持するための保持器を有するものと、保
持器を有さないものとがあった。

【０００３】保持器を有さないボールスプラインとして
は、特公平３−６１０４６号公報に開示されたボールス
プライン軸受がある。該ボールスプライン軸受は、図１
２に示すように、外周面の所定箇所の軸方向に軌道溝２
を複数個形成したボールスプライン軸１と、ボールスプ
ライン軸１を摺動的に嵌挿する中空孔を有する中空円筒
形の外筒本体３とを有している。外筒本体３の中空孔内
周面には、ボールスプライン軸１の軌道溝２に対向する
軌道溝４とリターン路５が形成されている。更に、ボー
ルスプライン軸受は、方向変換路６を形成したスペーサ
リング７、サイドリング８、端面シール９及び各軌道溝
間に嵌合される多数のボール１０とを有している。スペ
ーサリング７、サイドリング８及び端面シール９は、ボ
ルト１１で外筒本体３の両側に取り付けられている。外
筒本体３に形成された軌道溝４は、ボール１０を保持す
るため、断面で見た軌道溝４の縁端部窓幅がボール１０
の径より小さく形成されている。

【０００４】また、保持器を有するボールスプラインと
しては、実開昭５８−５２３１７号公報に開示されたト
ルク伝達可能型無限直線運動用ボールベアリングがあ
る。該ボールベアリングは、図１３に示すように、外周
面の所定箇所の軸方向に軌道溝２を複数個形成したボー
ルスプライン軸１と、内側面にボールスプライン軸１の
軌道溝２に対向する軌道溝４とボール１０を方向変換さ
せるための傾斜面１２とを形成した外筒本体３と、外筒
本体３の内側面にボール１０を保持する保持器１３と、
複数のボール１０とで構成されている。保持器１３は、
シームレス薄円筒状に形成され、保持器１３のリターン
通路５の無負荷域に在るボール１０に対応する部分は高
く、軌道溝４の負荷域に在るボール１０に対応する部分
は低く形成されている。更に、保持器１３には、負荷域
を転走するボール１０がわずかに突出するように長孔１
６が穿設されている。保持器１３は、外筒本体３にその
内周面両側でナット蓋筒１７を螺着することによって、
外筒本体３に固定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のボー
ルスプラインについては、外筒本体３に形成したボール
負荷域の軌道溝４、スペーサリング７及びサイドリング
８に形成した方向変換路６の形状を高精度に形成するこ
とが困難である。また、外筒本体３に形成したボール負
荷域の軌道溝４を焼入れする場合に、外筒本体３自体を
全体焼入れしていたので、コスト高になっていた。

【０００６】また、従来のボールスプラインでは、保持
器１３を装着する外筒本体３に対しては、外筒本体３の
軌道溝に焼き入れを行う必要があり、また、外筒本体３
に保持器１３を装着するための装着部を外筒本体３に形
成することも困難なものであり、外筒本体３の製造が高
コストになるものであった。

【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、外周面に少なくとも２個の第１軌
道溝を長手方向に形成したボールスプライン軸及び該ボ
ールスプライン軸に嵌挿して相対移動する外筒から成
り、該外筒を外筒本体、保持器及びサイドリングから構
成したボールスプラインを提供することであり、特に、
外筒を構成する外筒本体に転動体を保持するための爪部
を形成することなく、外筒本体に形成する軌道溝を単純
な形状に構成し、外筒本体への軌道溝の加工を容易に
し、外筒本体の軌道溝への研削加工を可能にし、軌道溝
を高精度に加工でき、また、外筒本体に軌道溝を形成す
る部分のみを部分焼入れを行うとともに、その焼入れの
ため軌道溝に沿って形成した外筒本体の凹部即ち溝を利
用して、外筒本体に保持器を挿入し、外筒本体の所定位
置に保持器を挿入した後、保持器を外筒本体に対して周
方向に回転させることによって保持器を外筒本体に対し
て軸方向及び周方向に正確に位置決めを達成するととも
に、外筒本体にリターン孔を形成すること無く、外筒本
体と保持器との間にリターン通路を構成でき、低コスト
に製造できるボールスプラインを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、外周面に少なくとも２個の第１軌道溝を長
手方向に形成したボールスプライン軸及び該ボールスプ
ライン軸に嵌挿して相対移動する外筒から成り、前記外
筒は内周面に前記第１軌道溝と対向する位置に第２軌道
溝と該第２軌道溝と平行したリターン通路が形成されて
いる外筒本体、前記外筒本体の両端部に取り付けられた
サイドリング、前記第２軌道溝と前記方向転換路と前記
リターン通路とを循環転走するボール及び前記ボールを
保持する保持器を具備していること、から成るボールス
プラインにおいて、前記外筒本体には前記第２軌道溝に
沿って両側に溝が形成され、一方の前記溝が前記リター
ン通路を構成していること、前記保持器は前記外筒本体
の前記溝に挿入でき且つ外周の軸方向に延びる突出部を
有し、該突出部には軸方向に環状に延びる前記ボールを
ガイドするボール循環部、該ボール循環部の内側両端部
に前記外筒本体に対して軸方向を規制する軸方向止め部
及び前記外筒本体に対して回転方向を規制する回り止め
部が形成され、前記ボール循環部の両端部に方向転換路
が形成され、前記第１軌道溝と前記第２軌道溝とが対向
する前記ボール循環部の部分には前記ボールが前記第１
軌道溝上を転走できるように長孔が形成されているこ
と、並びに前記サイドリングには前記方向転換路に対向
した凹部と前記外筒本体に対して前記保持器を固定する
ための凸部とが形成され、該凸部は前記外筒本体の前記
溝と前記保持器の外周面とで形成される空所に嵌合して
いること、から構成したことを特徴とするボールスプラ
インに関する。

【０００９】また、このボールスプラインにおいて、前
記リターン通路は前記外筒本体の内周面に形成された前
記溝と前記保持器の前記転動体循環部とで構成されてい
るものである。

【００１０】また、このボールスプラインにおいて、前
記保持器に形成された前記ボール循環部は、前記外筒本
体に形成された前記第２軌道溝に対向する部分が貫通し
て形成され、前記ボールが前記ボールスプライン軸の前
記第１軌道溝と前記外筒本体の前記第２軌道溝との間で
転走するように構成されているものである。

【００１１】また、このボールスプラインにおいて、前
記外筒本体に形成された前記第２軌道溝及び前記焼入れ
用溝は、軸方向の全域においてそれぞれの径方向断面が
同一形状に形成されているものである。

【００１２】また、このボールスプラインにおいて、前
記保持器の前記軸方向止め部は前記方向転換路のインコ
ーナに突出する突起で構成され、該突起の内側には前記
外筒本体の両端面に当接して前記保持器を軸方向に位置
決めする面が形成されているものである。

【００１３】また、このボールスプラインにおいて、前
記保持器は前記外筒本体より軸方向に長く形成されてお
り、前記サイドリングは前記外筒本体の両端面に当接し
て前記保持器の両端部に挿通されており、前記サイドリ
ングの前記凹部が前記方向変換路の外周側壁面を構成し
ているものである。

【００１４】また、このボールスプラインにおいて、前
記サイドリングの外周面には逃げ溝が形成されているも
のである。

【００１５】また、このボールスプラインにおいて、前
記保持器の前記長孔の軸方向両端の内周面には、前記ボ
ールスプライン軸の前記第１軌道溝に嵌挿する内向き突
起が形成され、前記ボールは前記内向き突起より内方に
突出している。

【００１６】

【作用】この発明によるボールスプラインは、上記のよ
うに構成されており、次のような作用をする。即ち、こ
のボールスプラインは、外筒本体にはその第２軌道溝の
焼入れのために前記第２軌道溝に沿って両側に凹部即ち
溝が形成され、一方の前記溝がリターン通路の一部を構
成し、前記保持器の外周本体に軸方向に延びる突出部に
は、軸方向に環状に延びるボール循環部、該ボール循環
部の内側両端部に前記外筒本体に対して軸方向を規制す
る軸方向止め部及び前記外筒本体に対して回転方向を規
制する回り止め部が形成され、前記ボール循環部の両端
部に方向転換路が形成され、サイドリングには前記方向
転換路に対向した凹部と前記外筒本体に対して前記保持
器を固定するための凸部とが形成され、該凸部が前記外
筒本体の前記溝と前記保持器の外周面とで形成される空
所に嵌合しているので、前記外筒本体の前記溝の壁面、
前記保持器の前記ボール循環部及び前記サイドリングの
前記凹部が共働して前記ボールの循環路が形成され、前
記循環路を前記ボールがスムースに転走することがで
き、前記ボールは前記循環路の前記長孔の負荷域から無
負荷域へ又は無負荷域から負荷域へ円滑に転走し、前記
外筒本体、前記保持器及び前記サイドリングから成る外
筒がボールスプライン軸上をスムースに相対移動するこ
とができる。

【００１７】特に、ボールスプラインの組立て過程にお
いて前記保持器を前記外筒本体に挿通した後、前記保持
器の前記軸方向止め部を前記外筒本体の軸方向両端面に
摺接するように回動させることによって、前記保持器の
前記外筒本体に対する軸方向の位置決めが達成できる。
また、前記回り止め部が前記外筒本体の前記焼入れ用溝
の壁面に当接するまで前記保持器を回転させることによ
って、前記保持器の前記外筒本体に対する周方向の位置
決めが達成できる。更に、前記外筒本体の前記焼入れ用
溝と前記保持器の前記突出部の外面との間に形成される
空所に、前記サイドリングの前記凸部を嵌合させること
によって前記外筒本体に前記保持器を固定でき、しか
も、前記サイドリングの前記凹部の壁面が前記保持器に
形成された前記方向転換路の外周壁面を形成することが
できる。

【００１８】また、このボールスプラインを組み立てる
には、前記外筒に前記保持器を挿入し、前記保持器の一
端部に一方の前記サイドリングを取り付ける。次いで、
前記サイドリングを前記保持器に嵌合していない側の他
端部には前記保持器の前記方向変換路は露出した状態で
あるので、露出した前記方向転換路から前記ボールを前
記循環路に簡単に装填することができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるボー
ルスプラインの実施例を説明する。図１はこの発明によ
るボールスプラインの一実施例に組み込まれる外筒本体
の端面図、図２は図１の外筒本体に組み込まれる保持器
の側面図、図３は図２の線Ａ−Ａにおける断面図、図４
は保持器に形成したボール循環部を示す部分平面図、図
５は外筒本体内に保持器を装着した状態を示す部分断面
図、図６は図１の外筒本体に組み込まれるサイドリング
の側面図、図７は図６のサイドリングの正面図、図８は
図６のサイドリングの背面図、図９は図１の外筒本体に
組み込まれる端面シールの正面図、及び図１０は図９の
端面シールの線Ｂ−Ｂにおける断面図、及び図１１はこ
のボールスプラインの概略配置を示す図１の線Ｃ−Ｃに
おける断面図である。

【００２０】このボールスプラインは、図１１に示すよ
うに、従来のボールスプライン軸１と同様な外周面に少
なくとも一対（図３では直径方向の対称位置に２個）の
軌道溝２を長手方向に形成したボールスプライン軸１、
及び該ボールスプライン軸１に嵌挿して相対移動する外
筒４５から構成されている。外筒４５は、外筒本体１
８、外筒本体１８の両端面に配置されているサイドリン
グ３７、外筒本体１８とサイドリング３７との内周面に
配置される保持器５１、外筒本体１８とサイドリング３
７と保持器５１とが共働して構成される循環路を循環転
走するボール１０、及び両サイドリング３７の外端面に
それぞれ配置されている端面シール４３から構成されて
いる。外筒本体１８には、その内周面に軌道溝２と対向
する位置に軌道溝２１と該軌道溝２１と平行して延びる
リターン通路２９の外側壁面即ちボール案内面２５が形
成されている。保持器５１には、軌道溝２１とリターン
通路２９とに連通する方向転換路３０を形成し且つ外筒
本体１８の両端部に取り付けられている。更に、保持器
５１には、ボール１０を保持するように長孔２８を形成
して外筒本体１８の両端部に固定されている。また、ボ
ール１０は、軌道溝２１、方向転換路３０及びリターン
通路２９で構成される循環路を循環転走するように組み
込まれている。

【００２１】このボールスプラインは、特に、次の構成
を有することに特徴を有している。図１に示すように、
外筒本体１８には、軌道溝２１に沿って両側に焼入れの
ために凹部即ち溝２２，２３が形成され、一方の溝２２
がリターン通路２９の一部となる外側壁面即ちボール案
内面２５を構成している。図２、図３及び図４に示すよ
うに、保持器５１は、外筒本体１８の溝２２に挿入でき
且つ外周の軸方向に延びる突出部１４を有している。突
出部１４には、軸方向に環状に延びるボール１０をガイ
ドするボール循環部２７、該ボール循環部２７の内側両
端部に外筒本体１８に対して軸方向を規制する軸方向止
め部３４及び外筒本体１８に対して回転方向を規制する
回り止め部３５が形成されている。ボール循環部２７の
両端部には、方向転換路３０が形成され、ボールスプラ
イン軸１の軌道溝２と外筒本体１８の軌道溝２１とが対
向するボール循環部２７の部分には、ボール１０が軌道
溝２上を転走できるように長孔２８が形成されている。
更に、図６、図７及び図８に示すように、サイドリング
３７には、方向転換路３０に対向した凹部３８と外筒本
体１８に対して保持器５１を固定するための凸部３９と
が形成され、該凸部３９は外筒本体１８の溝２２と保持
器５１の外周面とで形成される空所３６（図５参照）に
嵌合するように構成されている。

【００２２】また、リターン通路２９は、外筒本体１８
の内周面に形成された溝２２と保持器５１のボール循環
部２７とで構成されている。保持器５１に形成されたボ
ール循環部２７は、外筒本体１８に形成された軌道溝２
１に対向する部分が貫通して長孔２８に形成され、ボー
ル１０がボールスプライン軸１の軌道溝２と外筒本体１
８の軌道溝２１との間で転走するように構成されてい
る。外筒本体１８に形成された軌道溝２１及び溝２２，
２３は、軸方向の全域においてそれぞれの径方向断面が
直線状に同形に形成されている。また、保持器５１の軸
方向止め部３４は、方向転換路３０のインコーナに突出
する突起で構成され、該突起の内側には外筒本体１８の
両端面に当接して保持器５１を軸方向に位置決めする面
１５が形成されている。

【００２３】更に、保持器５１は、外筒本体１８より軸
方向に長く形成されており、サイドリング３７は、外筒
本体１８の両端面に当接して保持器５１の両端部に挿通
されている。サイドリング３７の凹部３８は、方向変換
路３０の外周側壁面を構成している。サイドリング３７
の外周面には、逃げ溝４０が形成されている。更に、保
持器５１の長孔２８の軸方向両端の内周面には、ボール
スプライン軸１の軌道溝２に嵌挿する内向き突起３２が
形成され、長孔２８を転走するボール１０は内向き突起
３２より内方に突出している。サイドリング３７の端面
には、端面シール４３が取り付けられている。端面シー
ル４３は、ボールスプライン軸１の軌道溝２と外筒本体
１８の軌道溝２１との間のボール循環路２７の領域のみ
のシールを達成するように部分的に端面シール部４７を
有している。

【００２４】このボールスプラインにおいて、外筒本体
１８は筒状の形状に形成されており、外筒本体１８の内
周面２０には、図１に示すように、ボールスプライン軸
１の軌道溝２に対向する位置に軌道溝２１が軸方向に形
成され、各軌道溝２１の周方向両側にはリターン通路２
９の壁面即ちボール案内面２５及び逃げ溝である溝２３
が軌道溝２１に平行して軸方向に形成されている。そし
て、外筒本体１８の内周面２０の径方向の断面形状は全
域において同一形状に形成されている。リターン通路２
９はボール１０の直径より大きな径に形成され、リター
ン通路２９を形成する外側壁面即ちボール案内面２５
は、保持器５１の回り止め面２４を構成している。溝２
２，２３は、軌道溝２１を高周波コイルを用いて高周波
焼入れで部分焼入れする際に利用されるものであり、一
方の溝２２は、保持器５１の突出部１４を挿入するのに
利用されている。また、焼入ひずみを減少させるため
に、軌道溝２１と溝２２，２３との隔置距離は、ほぼ均
等になるように形成することが好ましい。外筒本体１８
の軸方向端面１９には、サイドリング３７及び端面シー
ル４３の取付け穴が形成されている。

【００２５】外筒本体１８の内面２０に多数のボール１
０を保持する保持器５１は、合金や合成樹脂等で外筒本
体１８より軸方向の長さが長い筒状に作製され、外周面
の対称位置には軸方向から見て円弧状をなし且つ外筒本
体１８の溝２２に挿通可能なボール循環部２７を構成す
る突出部１４を有する。ボール循環部２７には、図４に
示すように、長手方向片側縁の中間部にボール１０の直
径より狭い幅の長孔２８を軸方向に形成されている。ボ
ール循環部２７に形成されたボール循環路は、長孔２８
と、長孔２８と平行に伸びるリターン通路２９と、長孔
２８及びリターン通路２９の終端で接続する円弧状の方
向変換路３０とから構成されている。即ち、ボール循環
部２７には、長孔２８、リターン路２９及び方向変換路
３０によりボール１０を無限循環案内する無限循環案内
路３１が形成される。また、保持器５１の内周面の長孔
２８の軸方向両端には、ボールスプライン軸１に形成さ
れた軌道溝２に納まる内向き突起３２が軸方向に形成さ
れ、内向き突起３２の外側には長孔２８と連続する方向
変換路３０の端部３３が形成される。従って、方向変換
路３０の端部３３は、保持器５１に形成された長孔２８
より内側まで延びて形成されるため、ボール１０を円滑
に案内することができる。

【００２６】更に、両方向変換路３０の軸方向内側に
は、断面略半円形状の軸方向止め部３４が突設されてい
る。軸方向止め部３４の円形状部分は、方向変換路３０
に面して形成され、そのため方向変換路３０を循環する
ボール１０の内側案内をインコーナの壁面として構成す
る。両軸方向止め部３４の平坦部は、軸方向内側に面し
且つ外筒本体１８の軸方向両端面１９に外接する間隔に
形成されている。また、両軸方向止め部３４間に位置す
るリターン通路２９と長孔２８との間には、傾斜面から
なる回り止め部３５が形成されている。

【００２７】更に、外筒本体１８と保持器５１との関係
を説明すると、外筒本体１８の溝２２に保持器５１のボ
ール循環部２７を対向させた状態で、保持器５１を先方
の軸方向止め部３４が外筒本体１８の反対側より現れる
まで外筒本体１８内に挿通する。次に、保持器５１を保
持器５１のボール循環部２７が外筒本体１８の軌道溝２
１に接近する方向（図５に示した矢印方向）に回動させ
ると、保持器５１は、軸方向止め部３４の内側の平坦部
が外筒本体１８の軸方向両端面１９と摺接しながら回動
し、図５に示すように、保持器５１の回り止め部３５が
外筒本体１８の溝２２に形成された保持器５１の回り止
め面２４に当接し、且つ保持器５１の長孔２８が外筒本
体１８の軌道溝２１と対向した位置で回動が阻止され
る。この状態の保持器５１は、両軸方向止め部３４によ
り外筒本体１８に対して軸方向の位置決めがなされ、且
つ回転方向の回動が阻止された状態で外筒本体１８との
周方向の位置決めが達成される。

【００２８】図６、図７及び図８に示されたサイドリン
グ３７は、合金や合成樹脂等で作製され、前述したよう
に外筒本体１８に挿入し位置決めされた保持器５１の外
筒本体１８より突出した端部に嵌合させて装着するリン
グ状の形状に形成されている。即ち、サイドリング３７
の内周面には、外筒本体１８より突出した保持器５１の
ボール循環部２７に嵌合する円弧状の凹部３８が形成さ
れ、凹部３８の内壁面は保持器５１の方向変換路３０の
外側面で移動するボール１０の案内をする。また、サイ
ドリング３７の外筒側面で且つ凹部３８に隣接した部位
には、外筒本体１８に挿入された保持器５１が回動した
後に、外筒本体１８の溝２２の反軌道溝側壁とで形成さ
れる空所３６に、サイドリング３７に形成した凸部３９
が嵌合され、外筒本体１８と保持器５１との相対回動を
阻止して両者は固定される。サイドリング３７の凸部３
９の先端には、回転後に形成される空所３６に嵌合し易
くするために勾配が形成されている。凸部３９の形状
は、外筒本体１８の溝２２の壁面と保持器５１の突出部
１４の外周面とで形成される空所３６に、嵌入して外周
面と保持器５１を固定するものであればよく、図示のも
のに限定されるものではない。

【００２９】また、サイドリング３７の外周面には、適
宜形状の逃げ溝４０が形成されている。逃げ溝４０は、
このボールスプラインの組立品を軸受箱に圧入して組み
入れる際に、破損され易いサイドリング３７を押すこと
なく、外筒本体１８を直接押すことができるように機能
するものである。更に、サイドリング３７の反外筒側面
にはサイドリング３７の外側面に設けられる端面シール
４３の位置決め用の突起４１が一対形成され、また、外
筒本体１８に形成された取付け穴に対応するサイドリン
グ３７の部位には取付けボルトを挿通するためのボルト
挿通孔４２が形成されている。

【００３０】図１１に示すように、サイドリング３７の
軸方向外側には、端面シール４３が設けられる。端面シ
ール４３は、図９に示すように、鋼板等より環状に形成
された金属板４４にボールスプライン軸１との摺接部分
をシールするためにゴム又は合成樹脂等の弾性材から作
製されたリップ部４６を有するシール部材４７を焼付け
等により固着している。また、端面シール４３には、サ
イドリング３７の位置決め用の突起４１に嵌合する位置
決め孔（又は穴）４８とサイドリング３７と同様に取付
けボルトを挿通するためのボルト挿通孔４９及び逃げ溝
５０が形成されている。端面シール４３は、ボールスプ
ライン軸１との摺接抵抗を軽くするために、金属板４４
に焼付け固着するシール部材を部分的に形成して、シー
ルすることもできる。

【００３１】このボールスプラインは、次のようにして
組み立てることができる。外筒本体１８の溝２２に保持
器５１のボール循環部２７を構成する突出部１４を対向
させた状態で、保持器５１を先方の軸方向止め部３４が
外筒本体１８の反対側より現れるまで外筒本体１８内に
挿通する。次に、保持器５１を突出部１４が外筒本体１
８の軌道溝２１に接近する方向に回動させると、保持器
５１は軸方向止め部３４の内側の平坦部が外筒本体１８
の軸方向両端面１９と摺接しながら回動し、保持器５１
の回り止め部３５が外筒本体１８の焼入れ用溝２２に形
成された保持器５１の回り止め面２４に当接し、保持器
５１の長孔２８が外筒本体１８の軌道溝２１と対向した
位置で回動が阻止され、外筒本体１８に対する保持器５
１の周保持器の位置決めが達成される。保持器５１と外
筒本体１８との回動が阻止された状態で、保持器５１の
突出部１４の外側面と外筒本体１８の焼入れ用溝２２の
反軌道溝側壁との間に空所３６が形成されるので、一方
のサイドリング３７の凹部３８を、保持器５１の突出部
１４に嵌合させ、更に、サイドリング３７の凸部３９を
空所３６に嵌挿させ、サイドリング３７を外筒本体１８
より突出した保持器５１の端部に装着する。

【００３２】前述の組立工程により、保持器５１は外筒
本体１８に固定されるので、保持器５１は外筒本体１８
に対して軸方向及び周方向に相対移動できず、両者が固
定される。サイドリング３７を装着していない側の外筒
本体１８の端面１９からは、保持器５１の方向変換路３
０が突出しているので、その方向変換路３０から無限循
環案内路３１に多数のボール１０を充填する。次いで、
上記と同様にサイドリング３７を装着し、サイドリング
３７の突起４１に位置決め孔４８を挿通して端面シール
４３を取り付け、端面シール４３のボルト挿通孔４９、
サイドリング３７のボルト挿通孔４２及び外筒本体１８
の取付け穴に組立用のボルトを挿通して組み立てる。

【００３３】

【発明の効果】この発明によるボールスプラインは、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、このボールスプラインは、外筒本体に第２軌道溝
に沿って両側に焼入れ用溝を形成し、一方の前記焼入れ
用溝でリターン通路を構成し、保持器を前記外筒本体の
前記焼入れ用溝に挿入し、前記保持器に設けた突出部に
軸方向に環状に延びる前記転動体をガイドするボール循
環部、前記外筒本体に対して前記保持器を軸方向を規制
する軸方向止め部及び回転方向を規制する回り止め部を
形成すると共に、前記ボール循環部の両端部に方向転換
路を形成し、ボールが前記ボールスプライン軸の軌道溝
上を転走できるように長孔を形成し、サイドリングに前
記方向転換路に対向した凹部と前記外筒本体に対して前
記保持器を固定するための凸部とを形成し、該凸部を前
記外筒本体の前記焼入れ用溝と前記保持器の外周面とで
形成される空所に嵌合したので、前記外筒本体に従来の
ようなボール保持爪を形成することなく、リターン通路
を形成するための孔加工を必要とせず、外筒本体の軌道
溝は直線状に延びた形状であり、軌道溝の加工を極めて
容易に且つ高精度に研削加工することができる。また、
リターン通路は外筒本体の内周面と保持器の外周面とで
形成でき、外筒本体にリターン通路の孔加工を必要とし
ないので、加工誤差を無くして精度を向上させることが
できる。

【００３４】また、外筒本体は、ボールを方向変換させ
るための傾斜面や保持器を装着するための装着部を形成
する必要がなく、該外筒本体に形成する軌道溝及びリタ
ーン通路用溝が軸方向にわたって断面形状が同一である
ため、前記各溝を軸方向にストレートに切削することが
でき作製が容易である。また、前記軌道溝に沿って焼入
れ用溝を形成したために、該外筒本体の重量が軽くな
り、且つコイルの挿入スペースができるため高周波コイ
ルを用いて高周波焼入れによるボール負荷域となる軌道
溝の部分焼入れが可能であり、前記外筒本体の製造コス
トを低減することができる。

【００３５】このボールスプラインにおいて、保持器に
は、一対の軸方向止め部と回り止め部が形成されている
ため、組立て過程において前記外筒本体に挿通した該保
持器を前記軸方向止め部が前記外筒本体の軸方向両端面
を摺接するように回動させると、前記回り止め部が前記
外筒本体の回り止め面に当接し、保持器の前記長孔が前
記外筒本体の前記軌道溝と対向した位置で回動が阻止さ
れ、且つ前記軸方向止め部により前記外筒本体と該保持
器との軸方向の位置決めができる。

【００３６】該保持器が前記外筒本体に対して回転方向
の回動が阻止された位置において、該保持器の前記突出
部の外面と前記外筒本体の前記焼入れ用溝の側壁との間
に空所が形成されるので、一方のサイドリングの凹部を
前記突出部に嵌合させ、更に、該サイドリングに形成さ
れた凸部を前記空所に嵌入させ、前記サイドリングを前
記外筒本体より突出した該保持器の端部に装着すること
により、前記保持器を前記外筒本体に対して固定するこ
とができる。従って、該保持器に簡単な構造の前記軸方
向止め部と前記回り止め部とを形成したことにより、前
記外筒本体と該保持器とは組立て過程において簡単に且
つ正確に位置決めし固定することができる。

【００３７】また、前記保持器及び前記サイドリング
は、合成樹脂で作製することが可能であり、製作費を低
減することができる。また、前記保持器の形状は、前記
保持器の組み込み相手となる前記外筒本体を容易に作製
できる形状に形成できる。また、前記外筒本体と前記保
持器とが位置決めされた状態において、前記サイドリン
グを嵌合していない側に形成された前記保持器の方向変
換路は、前記外筒本体に固定された状態で前記外筒本体
より突出して露出しているので、その方向転換路を通じ
て多数のボールを前記方向変換路より前記ボール循環路
に簡単に且つ確実に組み込むことができ、組立のコスト
も低減できる。

【００３８】また、このボールスプラインにおけるボー
ル無限循環路は、前記保持器の前記方向変換路に半円形
で勾配が付いているが、前記ボール無限循環路のその他
の箇所及びサイドリングの凹部即ち方向転換路の外側壁
面は単一の面から形成されているため、作製が容易であ
り且つボールを円滑に案内することができる。更に、前
記保持器の前記長孔の軸方向両端の内周面には、前記ボ
ールスプライン軸に形成された前記軌道溝に納まる内向
き突起が軸方向に形成され、該内向き突起に前記長孔と
連続する前記方向変換路の端部が形成される。従って、
該方向変換路の端部は、前記保持器に形成された前記長
孔より内側まで延びて形成されるため、ボールの負荷域
から無負荷域へ或いは無負荷域から負荷域への移動をス
ムースに案内することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるボールスプラインの一実施例に
組み込まれる外筒本体の端面図である。

【図２】図１の外筒本体に組み込まれる保持器の側面図
である。

【図３】図２の線Ａ−Ａにおける断面図である。

【図４】保持器に形成したボール循環部を示す部分平面
図である。

【図５】外筒本体内に保持器を装着した状態を示す部分
断面図である。

【図６】図１の外筒本体に組み込まれるサイドリングの
側面図である。

【図７】図６のサイドリングの正面図である。

【図８】図６のサイドリングの背面図である。

【図９】図１の外筒本体に組み込まれる端面シールの正
面図である。

【図１０】図９の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。

【図１１】このボールスプラインの各部品の概略配置を
示している図１の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。

【図１２】従来のボールスプラインを示す一部破断の斜
視図である。

【図１３】従来の別のボールスプラインを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ボールスプライン軸２軌道溝１０ボール１４突出部１５位置決めの面１８外筒本体１９軸方向端面２１軌道溝２２，２３溝２４保持器の回り止め面２７ボール循環部２８長孔２９リターン通路３０方向転換路３２内向き突起３３方向変換路の端面３４軸方向止め部３５回り止め部３６空所３７サイドリング３８凹部（サイドリングの凹部）３９凸部（サイドリングの凸部）４０逃げ溝（サイドリングの逃げ溝）４１位置決め用突起４３端面シール４５外筒４７端面シール部５１保持器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に少なくとも２個の第１軌道溝を
長手方向に形成したボールスプライン軸及び該ボールス
プライン軸に嵌挿して相対移動する外筒から成り、前記
外筒は内周面に前記第１軌道溝と対向する位置に第２軌
道溝と該第２軌道溝と平行したリターン通路が形成され
ている外筒本体、前記外筒本体の両端部に取り付けられ
たサイドリング、前記第２軌道溝と前記方向転換路と前
記リターン通路とを循環転走するボール及び前記ボール
を保持する保持器を具備していること、から成るボール
スプラインにおいて、前記外筒本体には前記第２軌道溝に沿って両側に溝が形
成され、一方の前記溝が前記リターン通路を構成してい
ること、前記保持器は前記外筒本体の前記溝に挿入でき且つ外周
の軸方向に延びる突出部を有し、該突出部には軸方向に
環状に延びる前記転動体をガイドするボール循環部、該
ボール循環部の内側両端部に前記外筒本体に対して軸方
向を規制する軸方向止め部及び前記外筒本体に対して回
転方向を規制する回り止め部が形成され、前記ボール循
環部の両端部に方向転換路が形成され、前記第１軌道溝
と前記第２軌道溝とが対向する前記ボール循環部の部分
には前記ボールが前記第１軌道溝上を転走できるように
長孔が形成されていること、並びに前記サイドリングに
は前記方向転換路に対向した凹部と前記外筒本体に対し
て前記保持器を固定するための凸部とが形成され、該凸
部は前記外筒本体の前記溝と前記保持器の外周面とで形
成される空所に嵌合していること、から構成したことを特徴とするボールスプライン。
【請求項２】前記リターン通路は前記外筒本体の内周
面に形成された前記溝と前記保持器の前記ボール循環部
とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
ボールスプライン。
【請求項３】前記保持器に形成された前記ボール循環
部は、前記外筒本体に形成された前記第２軌道溝に対向
する部分が貫通して形成され、前記転動体が前記ボール
スプライン軸の前記第１軌道溝と前記外筒本体の前記第
２軌道溝との間で転走するように構成されていることを
特徴とする請求項１に記載のボールスプライン。
【請求項４】前記外筒本体に形成された前記第２軌道
溝及び前記溝は、軸方向の全域においてそれぞれの径方
向断面が同一形状に形成されていることを特徴とする請
求項１に記載のボールスプライン。
【請求項５】前記保持器の前記軸方向止め部は前記方
向転換路のインコーナに突出する突起で構成され、該突
起の内側には前記外筒本体の両端面に当接して前記保持
器を軸方向に位置決めする面が形成されていることを特
徴とする請求項１に記載のボールスプライン。
【請求項６】前記保持器は前記外筒本体より軸方向に
長く形成されており、前記サイドリングは前記外筒本体
の両端面に当接して前記保持器の両端部に挿通されてお
り、前記サイドリングの前記凹部が前記方向変換路の外
周側壁面を構成していることを特徴とする請求項１に記
載のボールスプライン。
【請求項７】前記サイドリングの外周面には逃げ溝が
形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボー
ルスプライン。
【請求項８】前記保持器の前記長孔の軸方向両端の内
周面には、前記ボールスプライン軸の前記第１軌道溝に
嵌挿する内向き突起が形成され、前記ボールは前記内向
き突起より内方に突出していることを特徴とする請求項
１に記載のボールスプライン。